[發(fā)明專利]一種封閉冷卻腔活塞

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710060562.9
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106801647A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 姚海;杜光波;杜曉;劉慶文;王汝來
• 申請（專利權）人: 日照金港活塞有限公司
• 主分類號: F02F3/18
• 分類號: F02F3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及發(fā)動機技術領域，具體是一種封閉冷卻腔活塞。

背景技術

隨著發(fā)動機排放要求越來越嚴格，爆發(fā)壓力不斷提升，造成活塞頂部承受的熱負荷以及機械負荷不斷升高，特別是重型柴油機活塞，采用原來的鋁合金材料設計，經常出現頂部開裂以及熔頂等故障，嚴重影響發(fā)動機的可靠性。

伴隨著鋼結構活塞和球鐵結構的不斷出現，鋼活塞和球鐵活塞目前呈現高速發(fā)展的勢頭，但是面對國五、國六的高排放法規(guī)要求，發(fā)動機爆壓、升功率越來越高，活塞頂部的溫度也隨之越來越高，為了降低活塞頂部的熱負荷，在活塞頭部加工或鑄造冷卻腔，使用機油來冷卻活塞頂部。由于活塞頂部溫度超過400℃，內冷油腔的溫度超過360度。致使冷卻機油降解和氧化結焦，長時間的結焦積累，就會降低冷卻效率，且容易堵塞內冷油道，造成活塞因為冷卻失效而頂部溫度升高，超過活塞材料的疲勞極限，會造成頭部開裂現象，危害發(fā)動機乃至整車的安全。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種封閉冷卻腔活塞，可確保活塞在活塞頭部溫度高于目前極限值360℃的情況下仍能安全運行，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種封閉冷卻腔活塞，包括活塞裙部、活塞頭部和活塞頂部，所述活塞裙部、活塞頭部和活塞頂部為一體式結構；活塞頭部位于活塞裙部上方，活塞頂部位于活塞頭部頂端；活塞頂部內設有活塞燃燒室；活塞頭部左右兩端均設有密封冷卻腔，密封冷卻腔通過釬焊、摩擦焊、激光焊接、等離子焊接和鑄造成型，密封冷卻腔底部開設有填充口，在密封冷卻腔內填充完畢后將填充口用螺塞密封。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述密封冷卻腔的端面為波浪形。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述密封冷卻腔的端面為鋸齒形。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述密封冷卻腔內填充有金屬鈉、鉀鈉合金或耐高溫冷卻油和惰性氣體。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述密封冷卻腔填充的金屬鈉、鉀鈉合金或耐高溫冷卻油和惰性氣體的體積為密封冷卻腔容積的40-60％。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明設計合理，使冷卻腔的冷卻效率始終保在一個合理范圍之內，解決活塞疲勞開裂的問題，散熱效果良好，可以改善因頂部溫度過高造成的發(fā)動機可靠性問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖中：1-活塞裙部，2-螺塞，3-活塞頭部，4-活塞頂部，5-活塞燃燒室，6-密封冷卻腔。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1，一種封閉冷卻腔活塞，包括活塞裙部1、活塞頭部3和活塞頂部4，所述活塞裙部1、活塞頭部3和活塞頂部4為一體式結構；活塞頭部3位于活塞裙部1上方，活塞頂部4位于活塞頭部3頂端；活塞頂部4內設有活塞燃燒室5；活塞頭部3左右兩端均設有密封冷卻腔6，密封冷卻腔6通過釬焊、摩擦焊、激光焊接、等離子焊接和鑄造成型，密封冷卻腔6底部開設有填充口，在密封冷卻腔6內填充完畢后將填充口用螺塞2密封。

進一步的，本發(fā)明所述密封冷卻腔6的端面為波浪形，增加散熱面積。

進一步的，本發(fā)明所述密封冷卻腔6的端面為鋸齒形。

進一步的，本發(fā)明所述密封冷卻腔6內填充有金屬鈉、鉀鈉合金或耐高溫冷卻油和惰性氣體，吸收和傳遞活塞頭部溫度。

進一步的，本發(fā)明所述密封冷卻腔6填充的金屬鈉、鉀鈉合金或耐高溫冷卻油和惰性氣體的體積為密封冷卻腔6容積的40-60％，保證充分震蕩。

本發(fā)明適用于釬焊活塞、摩擦焊接活塞、激光焊接活塞、等離子焊接活塞、球墨鑄鐵活塞的頭部冷卻和降溫。通過設置封閉式密封冷卻腔6，使冷卻腔的冷卻效率始終保在一個合理范圍之內，解決活塞疲勞開裂的問題，經批量驗證，效果良好。

本發(fā)明中的活塞冷卻腔是密封的，不是傳統(tǒng)意義上開放式冷卻腔，冷卻腔內的金屬鈉、鉀鈉合金或耐高溫油的含量在活塞壽命周期內是不變的，不是傳統(tǒng)意義上需要一個噴嘴將冷卻油噴入活塞頭部冷卻腔進行冷卻。可以改善因頂部溫度過高造成的發(fā)動機可靠性問題。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下作出各種變化。